[发明专利]矸石零排放短面无煤柱开采法

说明书

本发明公开一种矸石零排放短面无煤柱开采法，适用于矿井矸石零排放处理时使用。根据矿井实际情况，在矿井井筒附近选择一个区域布置短段工作面，采用全采全充的方式对短段工作面进行开采，将矿井其他开采工作面中产生的矸石充填入短工作面，短工作面沿充填面边缘和实体煤侧锚杆化支护进行留巷，利用留巷进行相邻工作面的开采。本发明主要通过矸石置换煤体，实现了资源利用的最大化，同时又能完全控制顶板，实现岩层的无损化开采，推广应用价值高。

技术领域

本发明涉及一种矸石零排放短面无煤柱开采法，尤其适用于矿井矸石零排放处理时使用。

背景技术

我国煤矿每年会产生上亿吨的矸石，而现在煤矿处理矸石的主要方式就是露天堆放，从而会占用大量的土地，不仅埋压或破坏了原有的地貌植被，而且露天堆放会很容易自燃，自燃时产生的有毒物质对人类生存环境和矿区生态环境都会造成严重的危害。

我国已经探索出多种处理矸石的方式，但是大多都是煤矿先把矸石排放出来，再对其进行利用，从中虽然处理了部分矸石，同时排放及处理过程中也产生大量粉尘，对环境造成二次污染，当前急需一种井下矸石零排放的采煤方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单，实现效果安好的矸石零排放短面无煤柱开采法。

技术方案：一种矸石零排放短面无煤柱开采法，其特征在于步骤如下：

a.根据矿井实际情况，在靠近矿井井底车场附近设置短工作面，短工作面开采的起始位置距离井底车场500m～1000m，短工作面向远离井底车场的方向开采；

b.将矿井其他开采工作面中产生的矸石全部运到短工作面，对短工作面采用全采全充的方式进行开采，利用矸石对短工作面充填开采，同时在开采的过程中对巷道顶板和侧壁进行锚杆支护，锚杆支护包括沿短工作面充填面边缘支护以及在实体煤侧支护，并在支护后在短工作面外侧形成留巷，同时在当前短工作面的相邻短工作面外侧掘进巷道；

c.待巷道掘进完后，从巷道向当前短工作面掘进开切眼，利用留巷及相邻掘进的巷道形成相邻短工作面的充填开采工作面继续以全采全充的方式进行开采并利用矸石回填，同时转移掘进设备掘进下一个短工作面的相邻巷道和开切眼，为接下来的短工作面开采做准备；

e.重复步骤b和c，从而实现矿井处理矸石的短工作面的连续开采，直到处理完井下产生的所有矸石，实现地面矸石的零排放。

所述的短工作面用于地下存放矸石，短工作面宽度为30～50m，高度为煤层高度，长度为1000m～3000m。所述的留巷宽度为3～6m。所述的短工作面开采顺序为前进式与后退式交替进行，所述的巷道掘进顺序一直为前进式。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)煤炭开采过程中产生的所有矸石等固体废弃物通过回填直接在井下处理，无需再排放到地面，实现了矸石零排放的目标，避免了矸石排放而造成的环境污染，同时大幅度降低了地面处理矸石的成本。

(2)短工作面开采只需要小型的采煤机和十架左右的充填液压支架，避免了矿井高成本的投入，并且克服了当前充填技术而引起的开采效率低、耽误正常生产的问题。

(3)短工作面充填开采后留巷，减少了巷道掘进，降低了巷道掘进的成本。

(4)通过矸石置换煤体，同时取消了煤柱，实现了资源利用的最大化，短工作面全采全充又能完全控制顶板，实现岩层的无损化开采，推广应用价值高。

附图说明

图1是本发明的矸石零排放短面无煤柱开采法的短面前进式开采；

图2是本发明的矸石零排放短面无煤柱开采法的短面后退式开采。